仮説つれづれ日記

今年は学校を変わり5年生担任です。仮説実験授業は《花と実》でスタートしました☆

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《ばねと力》10,11時間目

10,11時間目ばねちか全体板書

さて,白熱の議論が展開された昨日の授業。とっても面白い展開を見せました。
ところが,議論が白熱したと言っても,最初から「バネの伸びが同じになる」理由を
明確に説明した子はいません。
そのために次の「お話」が用意されているのですが,きょうはその「お話」を読む前に,
岩波DVD「力のおよぼしあい」を見ることにしました。

ちなみに今日の授業。「第3部以降は実験で結果が出せるから気楽だな♪」と考えて
いたボクにとって,授業運営上の落とし穴ともいうべきものを感じた授業でもありました。

10時間目前時の思い出し

まずは昨日の実験を再現し,その時の議論を思い出してもらいます。

「バネに吊した右側のおもりをはずしてフックにくくりつけたよな?
 そしたら当然『伸びは変わるはずだ』とほとんどの子が考えたわけだけど・・・」

「変わらんかった!」
「そう。ということは,力の矢印で考えると,両側におもりを吊していたときと同じく,
 左側にも25g力の矢印があると考えざるを得ない。そうだろ?」

「そうなんよな~・・・」
「さあ,そこで今日まず考えてもらいたいのは・・・この左側の力はなぜあるんだろう?
 おもりははずしちゃったのにね~」

「バネがもとに戻ろうとして?」 「いや,くくってなかったら戻らんぞ!」
「ということは,ひも?・・・いや,そのフックの部分!?」


こんなやりとりをしてから,DVDの視聴に入りました。

10時間目DVD視聴

教室で見ることのできない特殊映像技術を用いて説明してくれるので,
子どもたちもその内容を直観的に理解できます。すごくおすすめ♪


10時間目DVD見てます

飽きっぽい我がクラスの子どもたちだけに,14分の再生時間に耐えられず,
こっくりこっくり始める子もいましたが・・・f(^ー^;
でも,ボートが岸を離れる部分や,地面を蹴って進む子どもの映像の時には
「そうか~!」などとつぶやきながら見入ってくれました。

最後の,大きなバネを2人がかりで離れたくいに引っかける問題の時,
「2人が両側を引っ張る」のと「片方をくいにかけておいて2人がかりで片側を引っ張る」のと,
どちらが早く伸ばしきれるか
・・・という問題で,子どもたちにも予想を立ててもらいました。
すると,視聴しながらだったのがよかったのか,ほとんどの子が正しく予想しました。

「ほなって,くいに引っかけて2人がかりで片方を引っ張ったら,くいも反力を出すから,
 結果的に4人分の力で引っ張ることになるだろ?」



10時間目お話のまとめ

DVD視聴後,作用に対する反作用。その力を反力ということを押さえます。
「そっか~・・・」と,昨日の実験を振り返って悔しそうにしている男の子。
それでもいい顔をしています☆

さて,今から考えるとこれで今日は終わってしまってもよかったと思うんだけど,
ボクは次の4時間目にも《ばねと力》の次の問題を進める予定にしてました。

11時間目問題2討論

「問題2」は2つのバネをつなげて引っ張る問題です。それぞれのバネの伸びはどうなるか?
バネの擬人化による直観的判断と科学の論理を対決させる問題です。
そこでボクはてっきり,「反力の概念が導入されたばかりの新鮮なノーミソの状態で
この問題を考えさせてあげたいな」
と,そればかり考えていました。
それで,2時間続きとしたのです。

しかし,結果的にこの日の(2時間目の)授業は,段々と尻すぼみ的に静かな展開を
見せました。決して静かであることがいけないわけじゃないけど,子どもたちに
「なんか疲れた」という雰囲気があったのが反省点・・・(x_x)

1つには,やはりノーミソをフルに使うような授業が続くのは体力の消耗も大きいのでしょう。
給食前の4時間目だったという事も疲れに作用したかも知れません。
それともう一つ・・・これは力の矢印の扱い方に関する授業運営上の問題なんだけど,
それについて触れるのはまた後ほど・・・。


問題の説明の時は,大きく盛り上がりはしなかったものの,スムーズでした。
「えぇ~?」と悩む子どもたちの姿を見て,「これまた面白い議論が出るかな?」
と期待もしてました。

イ:「引っ張る側のバネの伸びの方が大きい」
ほなって,人が引っ張る近くにあるだろ?
杭が出す反力より,人がひっぱる力の方が大きいと思うから。

え? それはないんとちゃう??

ウ:「杭に近い方のバネの伸びの方が大きい」
なんとなく,伸びるときは奥から伸びていくような気がするんよな。
バネが1つの時も,一瞬やけど先に奥が伸びたような気がするし。

ア:「両方のバネの伸びは同じになる」
人が引っ張る力も杭が出す反力も同じ大きさで,それでAのバネもBのバネも
両側に同じ力で引っ張られるから,両方とも伸びは同じになるはず。


ここまでの意見発表を聞いていると,「反力」の概念が子どもたちにも納得して受け入れ
られた直後だというメリットを感じます。特に,最後のアの子の意見なんかを聞いていると。


ウなんやけど,人が引っ張ったら杭も反力を出すだろ?
でも,その反力がAまで伝わらんと思うんよな。

それに反論。でも,右側で人も引っ張ってるんやから,そっちからも力は伝わるよ?


イなんやけど,人が引っ張る力がバネを伝わって杭にも届くだろ?
でも,バネを伝わりながらその力が弱まると思うんよ。ほなけん,左の伸びは小さい。

それに反論。AもBもどっちも伸びるんやから,それは同じ。
そうそう,バネとバネはつながっとるんやから,同じように力が伝わると思う。

イからアに予想変更します!



ここまできて,子どもたちも「これ以上,何を手がかりにすればいいんだろう?」
という感じだったので,「よっしゃ,よっしゃ」という気持ちで,裏の「ヒント」の部分に進みます。
つまり,ヒントに書かれてある順番に従って,2つのバネに力の矢印を書き込んでもらうのです。
しかし・・・! ボクとしてはこれが落とし穴でした(゜◇゜)

子どもたちと一緒に力の矢印を書きながら・・・ボクも分からなくなったのです!
まず,このヒントでは「何に」気づかせようとしているのか?
ボク自身がピンと来ていないまま,今日の授業に臨んだことがここで分かりました。

①人が,Aのバネを引っ張る力
②Aのバネを,Bのバネが引っ張る力
③Bのバネを,Aのバネが引っ張る力
④Bのバネを,杭が引っ張る力


の順番に書いてみるように指示がありますが,これを書くことで何が分かるんだろう?
だって,イやウの子どもはバネを擬人化することによって「力が弱まる」と予想しているのです。
だとすると,段々と短くなる矢印を書くのが普通です。
最初からそう思いこんで書き込むわけですから,書きながら何か違和感を感じるのでしょうか。
「あれ?作用に対する反作用の力って,同じ大きさだったんじゃ?」
という葛藤が起きることをねらっているのだろうか??

そうではなく,イラストのバネの伸びに合わせて,両側の矢印の長さ調整した図を3通り
しあげ,自分で見ながらおかしいところはないか確認すればいいのでしょうか?
だとすると,ボクの方から

「アの場合は,AもBも両側に書く矢印の長さは一緒やね」
「イの場合は,Aの両端の矢印の長さは長く,Bの両端は短く書くことになるな」
「ウの場合は,Aの両端の矢印の長さは短く,Bの両端は長く書くことになるな」


と指示しながらその通りに書いてもらい,できあがった矢印を見ながら子どもたちに考えて
もらうという流れになります。
この場合,アはいいとして,イやウは2つのバネに書き込まれた左右ワンセットの矢印の
長さが違っていることに違和感を感じ,思考の葛藤が起きることをねらっているのだろうか?

さてこの問題では,まずは子どもたちに思うように書いてもらい,それぞれの矢印を出しあって
相違点について議論してもらうのがいいのでしょうか?
いや,それをするとかなり時間がかかる気がします。
第一,力の矢印を判断の手がかりとする前に,「力は伝わっていくごとに弱まるかどうか」
という直観的な部分でまずは考え,それが正しいかどうかを実験によって明らかにする
というだけの授業運営の方がスッキリ流れそう。
だとすると,「矢印を書く」という作業自体が何だか余計に感じます。


結局ボクは,予想を立ててひとしきり議論をした後に,裏側のヒントに進み,
まずはめいめい思うように矢印の書き込みをするよう指示しました。
しかし,作業が進まない子どもたちの様子を見て,あわててイラストのバネの
伸びに合わせた力の矢印を黒板に書きながら,「どう?」と問いかけました。

子どもたちは「どうと言われても・・・うーん・・・」という感じ。
力の矢印を書くことによって,何かの刺激を受けたような印象がありません。
それに,黒板に書くボクだって,
「ちょっと待てよ。1つのバネの両端の矢印の長さは本当に同じにして方がいいのか?
 『力が弱まる』って考え方の子にしてみれば,人の持つ側を長くして,
 杭側を短く書くパターンもあるよな」

と,書きながら迷い,自分がどう黒板にあらわすべきか迷いました。

ボクの授業に限ってですが,ここで力の矢印を書く意味がよく分かりませんでした。
矢印を書いた後の予想変更もなければ,何も意見が出ません。
ちょっと「シーン」とした雰囲気で実験にうつりましたf(^ー^;


11時間目連結ばねを引っ張るぞ~

実験は,エキスパンダー用の強いバネを使って,子どもたちにやってもらいます。
このときは,やりたがりの子が嬉しそうに出てきてくれたので,なんか救われた(;^_^A …


11時間目連結ばねを引っ張るぞ~2

ほら,やっぱり同じ伸びになる~!

ここで授業終了12~3分前。まだ時間があります。
「ここまできたらバネ3つ連結の問題までやってしまおう!」
と思って,「問題3」にも進みました。

予想分布は,ほとんどの子が「3つとも同じ伸びになる」というもの。
「真ん中のバネの伸びだけが短くなる」という予想の子が2人だけいました。

え? だって,手前のバネは人が引っ張っているし,奥のバネは杭の反力があるけど,
真ん中のバネはそのどちらもないから,伸びが小さくなると思うんやけど・・・

それ,ちゃうよ! ほなって,今の実験でも2つとも同じ伸びになっただろ?
そう。バネが3つつながっとるといっても,全部バネなんやから,
1つの大きなバネと考えたら一緒でえ。


最後の子の意見なんか,次に出てくる「お話」の内容を先取りしている感じで
聞いているボクとしては面白かったんだけど,議論としてこれ以上盛り上がりそうな
気配がなかったので,ここはもうさっさと実験に移りました。


11時間目3連結ばね重たい!

実験は,先ほど「真ん中のバネの伸びが小さいんじゃないか」という予想を立てた子に
やってもらうことにしました。一番“体感”して欲しかったからです☆


11時間目3連結ばねやはり同じ

やはり,3つとも伸びは同じになりますヽ(^。^)丿
今日の授業は,ここでお終い!

子どもたちが出してくれた意見では,反力の存在をちゃんと認めていることが分かったし,
実験の時には嬉しそうにやりたがる子もいて,授業として失敗だったかどうかはよく分かりません。
でもやっぱ,「問題2」における力の矢印のヒントの扱い方・・・
これについて,ボクはもうちょっと明確なビジョンを持った上で授業運営を考えておくべきだった。
こういう反省が残りました\(__ )

実は,いまだにこのことがよく分かっていません。
いや~,緊張感を持って次の日の授業運営を考えに考えまくった第1部・2部ではなく,
第3部にこんな落とし穴があるとは・・・
やっぱり,教室にはいるまでの準備の時間をちゃんとすべきですね!
  1. 2007/10/25(木) 10:35:42|
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徳島で小学校教員をしています。

後藤浩之

Author:後藤浩之
小学校教員になって15年目。
仮説実験授業を始めて14年目です。
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